砂（碎石）垫层施工工法
1 前言
工艺工法概况
地基一般要分为天然地基和人工地基两大类。

直接在未处理的天然土(岩)上修筑基础的地基称为天然地基。

当天然地基不能满足设计要求而经过处理的地基，称为人工地基。

天然地基常常不能满足设计要求，而对地基进行人工处理，使地基承载力和变形符合设计要求是地基基础设计的有效方法。

地基处理有强夯法、换填法、预压法、振冲法、深层搅拌法等多种方法，换填砂（碎石）垫层法具有施工工艺简单，施工不需特殊机械，施工周期短，施工质量易于控制等特点，且其与采用桩基础及片筏基础相比明显节约工程造价，故成软弱地基处理常用的方法之一。

工艺原理
砂（碎石）垫层施工适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，尤其是适合处理范围较大、处理深度较浅的建筑物范围内的地基，当软弱土层较薄时，采用全部置换效果更好。

采用一定厚度的垫层，换去浅层软弱土，能提高持力层的承载力，减少部分沉降量，加速软弱土层的排水固结，从而提高其强度及稳定性，避免地基土的塑性破坏。

2 工艺工法特点
砂（碎石）垫层施工的特点主要有以下几个方而：
2．1提高地基持力层的承载力
用于置换软弱土层的材料，其抗减程度指标常较高，因此，垫层(持力层)的承载力要比置换前软弱土层的承载力高许多。

2．2减少基础的沉降量
地基持力层的压缩量中所占的比例较大，由于垫层材料的压缩性较低，因此设置垫层后总沉淀量会大大减小。

此外，由于垫层的应力扩散的作用，传递到垫层下方下卧层上的压力减小，也会使下卧层的压缩量减小。

2．3加速地基的排水固结
砂和砂砾碎石垫层的透水性较大，可成为下卧饱和软土的排水面，使软土上
部的孔隙水压力教益消散，从而加速软土的固结和软土抗剪强度的提高。

3 适用范围
砂（碎石）垫层施工是一种直接地基持力层软弱土的处理方法，适用于淤泥、淤泥质士、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。

施工时将基底下一定深度的软土层挖除，分层填砂、碎石、厌土等强度较大的材料．并加以夯实振密。

4主要技术标准
《公路工程质量检验评定标准》（JTG F8/1—2004)
《公路路基施工技术规范》（JTG F10—2006)
设计图纸、合同文件。

5施工方法
砂（碎石）垫层施工时，是先将路基底面下处理范围内的软弱土层挖除，分层换填结构较好、强度大、压缩性小、性能稳定的中(粗)砂、碎石等材料，并夯实以达到设计的密实度和夯实浓度。

6 工艺流程及操作要点
6．1工艺流程
交验路槽
施工放样
采筛砂砾
砂砾运输
整平
调整含水量
碾压
验收
6．2施工前准备
砂（碎石）垫层施工前要进行两方面内容的设计：
6.2.1足够的厚度保障。

砂石垫层不但要满足地基强度、承载力、变形及稳定的要求，还应提高地基抗剪性，同时也需要符合经济合理的原则，一般处理深度，控制在3米以内，也不宜小于0.5米砂石垫层过厚则施工困难,成本过高；太薄则换土垫层的作用不显著，通常以～2米为宜。

具体按现行规范要求设计。

6.2.2要有足够的宽度，砂（碎石）垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，垫层顶面的宽度可以依据垫层底面两侧向上的高度和基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡系数确定，注意防止垫层向两侧挤动。

垫层顶面每边超出基础底面不宜小于300mm。

6．3施工时的要求和注意事项：
6.3.1大面积软弱土层的基坑开挖，宜采用全面开挖形式，机械化施工方便，整体效果也很好。

6.3.2开挖时，要放坡。

开挖后要求坑底浮土清除干净，低于地基的坑穴，暗沟，暗塘，古墓等要用砂石进行换填处理，并要求夯实。

如果地下水位较高，应作相应的降水处理。

6.3.3同一路基内，根据地基软土层厚度的差异，考虑经济实用的因素，可以分段换填，但不宜分段太多，以不超过2段为佳；各段间互相落差不宜大于0.5米，分段处不宜突降，宜做成斜坡形；施工时，每层错开-1m,以免沉降量不均匀。

6.3.4路基有高低差分段处，应请设计院进行刚度加固设计处理，以免高低差接缝处地基不均匀沉降开裂。

6.3.5所填材料要求级配良好，砂以中粗为宜，卵石或碎石的最大粒径不应大于50mm，砂石比以1：1为宜，不得含有有机物，砂石含泥量不宜超过3％。

6.3.6路基开挖后应及时验槽，不应暴露过久，不宜浸水和多次践踏坑底，验槽后应及时铺垫砂石。

6.3.7垫层的第一层虚铺厚度，采用平振式震动器或夯式打夯机时，一般为200～250mm，采用压路机振动碾压激振，虚铺可达600～1100mm厚。

垫层
最优含水量控制在10％左右，如不足，应适当洒水，以保持最佳含水量。

在同一段地基下，应尽量保持垫层厚度相同，如基坑底平面有高低差分段，除防止该处垫层厚度突变外，施工时应按先深后浅的顺序从低段开始回填；碾压、振实后，上部再整体回填、碾压。

在垫层较深部位施工时，应注意控制该部位的压实系数，以避免或减少由于地基处理厚度不同所引起的差异变形。

6.3.8虚铺砂石材料时，按设计宽度进行，如周外边临空，则该边应多宽出0.5米，再在外边采用优质土同厚度铺平，与砂石垫层同时压实，防止砂石垫层周边不稳塌陷。

必要时可用适当宽度的混凝土实心砌块作挡土墙。

6.3.9如采用自重10～12吨，激振力20吨的压路机施工，要以规定的行进路线行进，其行进速度不宜超过1.7km/h，其轮距搭接不小于50cm。

边缘和转角处，应用小型机械或人工补夯密实。

如虚铺厚度不大（600mm左右），则第一层头两遍应采用无激振平碾，后四遍可激振，但应适当调低激振力，以免扰动下卧
软弱土层，如局部已扰动，应挖开处理后再回填压实。

待第二层振动碾压时，再采用正常的激振力充分压实，每层压实结果经检查合格后，方可进行下一层摊铺。

6.3.10当进行每层碾压时，要求不断地进行整平工作，以保证压实厚度的均匀性，可靠性，完成压实后的垫层表面应平整密实，无坑洼，无隆起，无裂缝，无松散，无弹簧土现象，无明显轮迹。

7 劳动力组织
7．1施工技术人员、施工员、机长各1名，分工负责现场的技术、组织、设备维修保养及人员调配。

7．2班长1名，负责班组工作。

7．3司机5名，操作压路机、推土机、挖掘机。

7．4普工5名，负责配合机械铺设垫层施工中的局部平整
8 机具设备
8．1挖掘设备：挖掘机。

8．2运输设备: 自卸洗车若干。

8．3推平设备：大型推土机。

8．4抽水设备：水泵若干。

8．5碾压设备：自重20t压路机。

9 质量控制
9．1施工前应对砂石料原材料进行检查，并有合格签证记录。

对施工程序、工艺流程、检测手段进行检查。

9．2施工过程中应对压实度、边坡、平整度等进行检测，检测标准符合下表要求。

换填路基的质量检验和质量标准
高级公路、一级公路二级公路三、四级公路
1压实度按检评标准(JYG F80/1-2004)附录B检查
密度法：每200m每压实层测4处2弯沉(0.01mm)按检评标准(JYG F80/1-2004)附录I检查
3纵断高程(mm)+10，-15
水准点：每200m测4个断面
4中线偏位(mm)50
经纬仪：每200m测4点，弯道加HY，YH两点
5宽度(mm)米尺：每200m测4处6平整度(mm)±153m直尺：每200m测2处×10尺7横坡(%)±0.3
水准仪：每200m测4个断面
8
边坡
尺量：每200m测4处±20±0.5符合设计要求
符合设计要求+10，-20100
符合设计要求不大于设计要求值
规定值或允许偏差
项次
检查项目
检查方法和频率
9．3砂（碎石）垫层的施工质量检验必须分层进行，每铺一层砂石垫层，应按规范要求检查，检测标准符合下表要求。

砂（碎石）垫层实测项目
项 次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 权值 1 砂垫层厚度 不小于设计 每200m 检查4处 3 2 砂垫层宽度 不小于设计 每200m 检查4处 1 3 反滤层设置 符合设计要求
每200m 检查4处 1 4
压实度(%)
90
每200m 检查4处
2
9．4每层压实后，宜采用惯入测定法（采用环刀法检查难度较大）。

在纯砂点上检查压实密实度（压实系数 入c ＝～），用直径为20mm ，长
1250mm 的平头I 级钢筋，举离砂点顶面700mm 垂直自由下落，惯入长度为60mm 以内为合格，经测试后，其90％的砂点应满足规范要求，其余10％的试样密度应不低于要求值的80％。

10 安全措施
10．1建立并完善以项目经理为首的安全生产领导小组，开展安全生产管理活动。

10．2建立各级人员安全生产责任制，明确各自的人员安全责任，落实安全责任，实施责任与目标管理，对安全生产责任落实情况进行定期检查。

10．3建立安全台帐，做好施工中安全台帐的记录工作。

11 环保措施
11．1施工中尽量减少对自然环境的破坏，合理规划施工便道、施工场地、固定行车路线，施工车辆和施工机械按规定路线行驶，不随意碾压线路规定以外处，限制扩大人为活动范围，破坏地表植被。

11．2施工现场制定洒水防尘措施，指定专人负责及进清运废渣土及便道维修养护。

11．3自卸车后车厢增加挡板，防止掉渣。

12应用实例
12．1工程简介。